Digitales Landbedeckungsmodell für Deutschland (DLM-DE)

Das Landbedeckungsmodell (LBM-DE2021) beschreibt die topographischen Objekte der Landschaft im Vektorformat unter dem Aspekt der Landbedeckung (LB) und Landnutzung (LN). Zweck des LBM-DE ist es, den Zustand der Umwelt zu einem bestimmten Zeitpunkt festzuhalten.

Im Hinblick auf die Aktualität der Daten handelt es sich beim LBM-DE um einen intervallartig (3 jährig) erhobenen Datensatz, welcher räumlich vollständig und zeitlich bezogen auf ein bestimmtes Referenzjahr aktualisiert wird. Ein Vergleich der bisher erhobenen Datensätze des LBM-DE erlaubt es, kurz- und längerfristige Änderungen in der Landschaft zu beobachten und nach unterschiedlichen Gesichtspunkten zu analysieren.

Der Datenbestand des LBM-DE liegt in einer flachen, topologisch sauberen Struktur vor, d.h. ohne Überlappungen (overlaps) und Lücken (gaps). Hauptanwendungsziel des LBM-DE ist die Ableitung des Datensatzes CORINE Land Cover (CLC) für das Gebiet der Bundesrepublik Deutschland. Damit stellt das BKG, beauftragt durch das Umweltbundesamt (UBA), den nationalen Beitrag für CLC im Rahmen des europäischen Copernicus Landüberwachungs-Dienstes her. Die Abgabe eines CLC-Datensatzes an die europäische Umweltagentur erfolgt seit 2000 im Abstand von 6 Jahren – zuletzt 2018.

Die Ableitung von CLC-Klassen aus dem LBM-DE-Datensatz wird mittels Kreuztabelle durch die Kombination von Landbedeckung und Landnutzung unter Berücksichtigung von Vegetations- und Versiegelungsgrad durchgeführt.

Das LBM-DE2021 enthält flächenhafte Informationen zur Landbedeckung im Sinne der europäischen Nomenklatur von CORINE Land Cover (CLC). Der Datenbestand des LBM-DE basiert auf ausgewählten flächenhaften Objektarten des ATKIS® Basis-DLM aus den Bereichen Siedlung, Verkehr, Vegetation und Gewässer, welche in abgeänderter Form den spezifischen Anforderungen von CLC angepasst wurden. Die Mindestkartierfläche des Datensatzes beträgt 1 Hektar.

Mit seiner Historie, die bis ins Jahr 2012 zurückreicht, ist das LBM-DE prädestiniert für Zeitreihenanalysen. Außerdem enthält es neben Informationen zur Landbedeckung und Landnutzung zusätzlich auch noch die prozentuale Angabe von Versiegelungs- und Vegetationsgrad für jedes Objekt. Seine 31 Landbedeckungs- und 16 Landnutzungsklassen und die hohe thematische Genauigkeit, mit welcher der Datensatz erstellt wird, machen es zu einer wertvollen Quelle für die unterschiedlichsten Fragestellungen. Der Zuwachs von Siedlungsflächen lässt sich ebenso analysieren, wie die gravierenden Schäden durch Hitze und Käferbefall in den Wäldern. Somit kann das LBM-DE potenziell relevante Antworten und Erkenntnisse auf Ihre Fragestellungen liefern.

Datenquellen

Für die Fertigstellung des LBM-DE wurden ursprünglich die im ATKIS® Basis-DLM vorhandenen Landbedeckungs- und Landnutzungsinformationen zum Bezugsjahr 2012 in ein neues Klassensystem überführt, wobei Landbedeckung und Landnutzung getrennt voneinander beschrieben wurden. Für die Jahre 2015 und 2018 sind sowohl RapidEye-Daten als auch Sentinel-2-Daten und digitale Orthophotos zum Einsatz gekommen, für das Jahr 2021 sind SPOT-Daten und Sentinel-2-Daten genutzt worden.

Mit Hilfe von multitemporalen Satellitenbilddaten (Haupterfassungsgrundlage: SPOT6/7 (seit 2021 – zuvor RapidEye), zusätzlich Sentinel-2 und DOP) wird der Datensatz seit der flächendeckenden Ersterfassung im Jahr 2009 im Rhythmus von drei Jahren zum jeweiligen Stichjahr aktualisiert. Die Aktualisierung erfolgt jeweils auf Basis der Vorgängerversion. Seit 2012 erfolgt eine getrennte Erfassung von Landbedeckung und Landnutzung mit anschließender automatischer Transformation in die CLC-Nomenklatur. Während die Erfassung der Landbedeckung mittels Bilddaten erfolgt, dient das ATKIS® Basis-DLM des jeweiligen Stichjahres als Informationsquelle für den Aspekt der Landnutzung.

Für die Aktualisierung zum Bezugsjahr 2021 wurde das ATKIS® Basis-DLM mit Stand 2021 als Vektordatenquelle und Satellitenbilddaten aus 2021 als Rasterdatenquelle verwendet. Landbedeckung und Landnutzung (LB/LN-Klassen) des LBM-DE2018 wurden aktualisiert und weiterhin für jedes bearbeitete Objekt der aktualisierte Versiegelungs- und Vegetationsgrad festgelegt. Anhand dieser Attribute ist eine anschließende eindeutige Ableitung der „CLC-Klassen“ des pan-europäischen Datensatzes CORINE Land Cover möglich.

Seit der europaweiten Aktualisierung für das Bezugsjahr 2012 ist CLC ein Bestandteil des Copernicus Landdienstes. Erstmalig wurde für Deutschland ein hochauflösendes CLC2012 mit 1 ha MKE aus dem LBM-DE erfolgreich abgeleitet. Neben diesem Lizenzprodukt stehen nach Open Data Standards CLC2012-Datensätze mit 10 ha und 25 ha MKE zur Verfügung. Aktuell ist die nationale Ableitung des CLC aus dem LBM-DE im 3-Jahreszyklus geplant. Das CLC2015 befindet sich in der Umsetzung. Die nächste europaweite Aktualisierung soll für das Bezugsjahr 2018 erfolgen.

CLC2012 - Dessau-Roßlau

CLC2012 für Dessau-Roßlau in 25 ha, 10 ha und 1 ha Mindestkartiereinheiten

Quelle: Umweltbundesamt

Zum Einsatz kam Bildmaterial der Systeme RapidEye mit fünf Meter Bodenpixelauflösung und fünf Spektralkanälen sowie DMC (Disaster Monitoring Constellation) mit 32 Meter Bodenpixelauflösung und drei Spektralkanälen. Für DMC-Daten waren zwei getrennte Aufnahmezeitfenster vorgesehen, für RapidEye ein drittes.

Neben den Hauptinformationsquellen der Satellitenbilddaten wurden noch weitere Datenquellen hinzugezogen, wie etwa topographische Karten, digitale Orthophotos oder älteres Satellitenbildmaterial (pan-europäisches Mosaik IMAGE2006).

Weiterhin stand Satellitenbildmaterial aus dem europäischen Erdbeobachtungsprogramm Copernicus zur Verfügung. Durch den Start der Copernicus-Satelliten Sentinel 1 und 2 verbessert sich zukünftig die Verfügbarkeit von Sensor- und Bilddaten. Diese werden der Verwaltung, Wirtschaft, Forschung und dem Bürger kostenfrei angeboten, sodass ein weiter Nutzerkreis von diesen Daten profitieren kann. Da diese Bilddaten bestenfalls etwa alle sechs Tage erfasst werden, bieten sie die Möglichkeit die thematische Genauigkeit der Auswertung zu steigern.

Da das Klassifikationssystem von Corine Land Cover keine Trennung der Landbedeckung und -nutzung vorsieht, kommt es im Erfassungsprozess zu Entscheidungen, die auf weitreichenden Interpretationen des Bildmaterials beruhen. Die Folge sind Fehlklassifizierungen, die einer hohen thematischen Genauigkeit des Datensatzes entgegenstehen. Weiterhin wird auch durch die INSPIRE-Richtlinie, welche die Schaffung einer europäischen Geodaten-Basis mit integrierten raumbezogenen Informationsdiensten vorsieht, die getrennte Erfassung der Landbedeckung und -nutzung gefordert. Zum Stichjahr 2009 wurden die Daten für das LBM-DE direkt in der CLC-Nomenklatur der Bodenbedeckungen, also der Einteilung in bebaute Flächen, landwirtschaftliche Flächen etc., erfasst. Um INSPIRE-konforme Daten zu erzeugen, änderte das BKG für das Stichjahr 2012 die Klassifikation des Landbedeckungsmodells so ab, dass Bedeckung und Nutzung seitdem getrennt erfasst werden. Die Landbedeckung lässt sich auf Grundlage der Satellitenbilder aktualisieren, die Landnutzung wird dem Basis-DLM entnommen. Die Kombination von Landbedeckung und Landnutzung wird anschließend in CLC-Klassen übersetzt, sodass eine breite Verwendbarkeit der Daten gewährleistet ist.

Landbedeckungsmodelle können vielseitig zum Einsatz kommen. In der Bundesverwaltung finden sie zahlreiche Abnehmer, wie zum Beispiel das Umweltbundesamt oder die Bundesanstalt für Gewässerkunde, die unterschiedlichste Aufgaben auf dieser hochgenauen Grundlage erfüllen. Auch der Verwaltungsbereich, der sich mit Umweltfragen beschäftigt, hat ein starkes Interesse daran, Umweltveränderungen kontinuierlich zu erfassen. Weiterhin spielen Raumplanung, Landentwicklung, Flächenstatistik und Forschungen für Natur und Umwelt eine große Rolle. Für das europäische Umweltmonitoring wird der Datensatz in Form der Corine Land Cover-Daten genutzt.

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